mysql主从同步原理及应用场景示例详解

 更新时间:2022年08月05日 11:38:20   作者:My2538772270  
这篇文章主要为大家介绍了mysql主从同步原理及应用场景示例详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪

基础知识

随着业务复杂度的增加,单台 MySQL 数据库服务器已不能满足实际的需求,取而代之的是数据库服务器集群。MySQL 具有支持分布式的特性,能轻松搭建一个支持高并发的 MySQL 数据库服务器集群。在集群中我们必须保证各个 MySQL 节点的数据是同步的。主从同步就是一种最为常见的同步方式。

主从同步是指,在数据同步过程中,一台服务器充当主服务器(Master),接收来自用户的内容更新,另一个或多个其它的服务器充当从服务器(Slave),接收来自主服务器的 binlog 内容,解析出 SQL 语句,更新到从数据库,使得主从服务器的数据达到一致。

MySQL 主从同步的主要应用场景有:

  • 从服务器作为主服务器的备份节点,防止单点灾难;
  • 后续,可以在主从同步的基础上,通过一些数据库中间件实现读写分离,从而大幅提高数据库的并发性能;
  • 根据业务将多个从服务器进行拆分,实现专库专用。

从 MySQL5.6 版本开始,实现主从数据同步有两种方式:基于日志(binlog)和基于 GTID(全局事务标示符)。

原理

要实现 MySQL 主从同步,首先必须打开 Master 端的 binlog 记录功能,否则就无法实现。因为整个同步过程实际上就是 Slave 端从 Master 端获取 binlog 日志,然后再在 Slave 上以相同的顺序执行从 binlog 日志中所记录的各种 SQL,如下图所示。

主从同步原理:

  • 主数据库中对数据的各种操作,都会自动写入 Binary Log 中;
  • 从数据库会在一定时间间隔内探测主数据库的 Binary Log 是否发生变化,如有变化,则开始一个 IO 线程,请求访问主数据库的二进制日志文件并保存到从数据库的中继日志(Relay Log)中;
  • 从数据库启动 SQL 线程从中继日志中读取二进制日志,在本地重放,使其数据与主数据库保持一致,完成后相关线程会陷入休眠,等待下一次唤醒。

设置主从同步,还有以下几个前提:

  • 主库和从库的版本保持一致;
  • 主从同步集群中每个数据库实例的 server-id 值不能重复;

实验环境模拟实现主从同步

我们在此使用 docker 这样的容器技术在一台主机上实现 mysql 的主从同步。这里需要做一点解释,docker 中存在容器的概念,当启动一个 mysql 容器时,其实可以理解为启动了一台仅仅只安装了 mysql 的服务器。

首先在 docker 中拉取 mysql 5.7 版本的镜像:

docker pull mysql:5.7

使用以下命令,启动一个 Master 容器,将其命名为 masterMysql,并设置 mysql 的 root 用户密码为 123456:

docker run -p 3339:3306 --name masterMysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d mysql:5.7

使用以下命令可以查看正在运行的容器:

dokcer ps

这里可以看到,主容器已经启动起来了。

同样的方式,启动一个 Slave 容器,将其命名为 slaveMysql, 并设置 mysql 的 root 用户密码为 123456:

docker run -p 3340:3306 --name slaveMysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d mysql:5.7

通过以下命令进入到 Master 容器内部:

docker exec -it masterMysql /bin/bash

也可以使用查看正在运行容器时查看到的 CONTAINER ID 来启动,例如笔者使用这种方式的启动命令如下:

docker exec -it c30b3528b8c8 /bin/bash

两种启动方式都可以。

由于容器环境下没有安装 vim,所以使用以下命令安装 vim

sed -i 's/deb.debian.org/mirrors.ustc.edu.cn/g' /etc/apt/sources.list
apt update
apt install vim

使用以下命令切换到 /etc/mysql 目录下,修改配置文件 my.cnf

cd /etc/mysql
vim my.cnf

在 my.cnf 中添加如下配置:

[mysqld]
server-id=100
sync-binlog=1
binlog-do-db=world
log-bin=mysql-bin

参数说明:

  • server-id:即主从集群中每个数据库实例 id,在多个服务器间该值不能重复,可以设置 1 - 255 之间的任意值。
  • sync-binlog:该参数控制数据操作与磁盘日志同步频率。该参数的值 n 表示,执行 n 次写入后,与磁盘同步一次,示例中设置为 1,是最安全的,但也是最慢的。
  • binlog-do-db:表示准备进行同步的数据库。
  • log-bin:开启二进制日志功能,可以随便取

之后使用以下命令重启 mysql 使配置文件生效。此时,docker 容器也会停止,还需要启动一次 masterMysql 容器:

service mysql restart
docker start masterMysql
docker exec -it masterMysql /bin/bash

接下来,进入数据库:

mysql -uroot -p123456

在 Master 上配置复制所需要的账户,这里创建一个 slave 用户, % 表示任何远程地址的 slave 用户都可以连接 Master 容器:

CREATE USER 'slave'@'%' IDENTIFIED BY '123456';

授予用户 slave replication slave 权限和 replication client 权限,用于在主从库之间同步数据:

GRANT replication slave, replication client ON *.* TO 'slave'@'%';

查看二进制日志状态信息,获取 position 的值,为从服务器配置做准备:

SHOW MASTER STATUS;

重新开启一个 Xfce Terminal,通过以下命令进入到 Slave 容器内部:

docker exec -it slaveMysql /bin/bash

由于容器环境下没有安装 vim,所以使用以下命令安装 vim

sed -i 's/deb.debian.org/mirrors.ustc.edu.cn/g' /etc/apt/sources.list
apt update
apt install vim

使用以下命令切换到 /etc/mysql 目录下,修改配置文件 my.cnf:

cd /etc/mysql
vim my.cnf

在 my.cnf 中添加如下配置:

[mysqld]
server-id=101
log-bin=mysql-slave-bin
relay_log=edu-mysql-relay-bin

参数说明:

  • log-bin:开启二进制日志功能,以备 Slave 作为其它 Slave 的 Master 时使用
  • relay_log:配置中继日志

之后使用以下命令重启 mysql 使配置文件生效。

service mysql restart
docker start slaveMysql
docker exec -it slaveMysql /bin/bash

进入 MySQL:

mysql -uroot -p123456

接下来执行以下命令:

change master to
master_host='172.17.0.2',
master_user='slave',
master_password='123456',
master_port=3306,
master_log_file='mysql-bin.000001',
master_log_pos= 617,
master_connect_retry=30;

参数说明:

master_host:Master 的地址,指的是容器的独立 IP,可以通过docker inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' masterMysql 查询 Master 的 IP

master_user:Master 中设置的用户名

master_password:Master 中设置的用户名对应密码

master_port: Master 的端口号,指的是容器的端口号

master_log_file:二进制日志文件名(这里注意填写为实验者在之前使用 show master status 命令查询出来的值)

master_log_pos:二进制日志的 position 值(这里注意填写为实验者在之前使用 show master status 命令查询出来的值)

master_connect_retry:如果连接失败,重试的时间间隔,单位是秒,默认是 60 秒

执行以下命令,启动主从操作:

start slave;

执行以下命令,查询 Slave 状态:

show slave status\G

结果如下:

*************************** 1. row ***************************
               Slave_IO_State: Waiting for master to send event
                  Master_Host: 172.17.0.2
                  Master_User: slave
                  Master_Port: 3306
                Connect_Retry: 30
              Master_Log_File: mysql-bin.000001
          Read_Master_Log_Pos: 617
               Relay_Log_File: edu-mysql-relay-bin.000002
                Relay_Log_Pos: 320
        Relay_Master_Log_File: mysql-bin.000001
             Slave_IO_Running: Yes
            Slave_SQL_Running: Yes
         ...

我们主要查看的是 Slave_IO_Running 和 Slave_SQL_Running ,如果它们的值都是 Yes,则表示主从环境配置成功。

测试主从复制就比较简单了,我们仿照之前的实验,在 Master 中新建一个 world 数据库,然后插入一些数据:

CREATE DATABASE world;
USE world;
CREATE TABLE student(
    stuId INT(10) NOT NULL,
    stuName VARCHAR(10) NOT NULL,
    stuAge INT(10) NOT NULL,
    PRIMARY KEY(stuId)
    );
INSERT INTO student(stuId, stuName, stuAge) VALUES(1, 'zhangsan', 18),(2, 'lisi', 19), (3, 'wangwu', 18);

在 Slave 中执行:

SHOW DATABASES;

可以看到我们在 Master 中新建的 world 数据库已经同步过来了。

再执行以下命令查看插入的数据是否也同步过来了:

USE world;
SELECT * FROM student;

可以看到插入的数据也已经同步过来了。

接下来再在 Master 删除一条数据:

DELETE FROM student
WHERE stuId = 1;

再在 Slave 中执行以下命令查看数据是否同步成功:

SELECT * FROM student;

此时主从复制情况良好。

以上就是mysql主从同步原理及应用场景示例详解的详细内容,更多关于mysql主从同步的资料请关注脚本之家其它相关文章!

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